一种集成温室大棚控制系统的制作方法

本发明涉及到农作物种植领域用到的温室大棚，具体涉及一种智能温室大棚控制系统。

背景技术：

设施农业，是指在环境相对可控条件下，采用工程技术手段，进行动植物高效生产的一种现代农业方式。设施农业涵盖设施种植、设施养殖和设施食用菌等。2015年我国设施农业面积已占世界总面积85％以上，其中95％以上是利用聚烯烃温室大棚膜覆盖。设施栽培是露天种植产量的3.5倍，我国人均耕地面积仅有世界人均面积40％，发展设施农业是解决我国人多地少制约可持续发展问题的最有效技术工程。

温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣天气对其影响的场所，它以采光覆盖材料作为全部或部分结构材料，可在冬季或其他不适宜露地植物生长的季节栽培植物。温室大棚自动控制系统可实现对温室大棚室内环境的智能控制，通过设置于每个大棚内的系统实现对每个大棚的状态监控。

目前温室大多采用手动和自动控制，自动化程度低，这种控制系统需要人工输入温室作物生长所需环境的目标参数，计算机根据传感器实际的测量值与事先设定的目标进行比较，以决定温室环境因子的控制过程，控制相应机构进行加热、降温和通风等动作。计算机自动控制的温室控制技术实现了生产的自动化，适合规模化生产，劳动生产率得到了提高。通过改变温室环境设定目标值，可以自动的进行温室内环境气候调节，但是这种控制方式对作物生产状况的改变难以及时做出反应，难以介入作物生长的内在规律。目前我国绝大部分自主开发的大型现代化温室及引进的国外设备都属于这种控制方式。虽然有些温室也安装有各种加热、加湿、通风、降温、灌溉和光照调整的设备，但其主要操作大多仍是由人工来完成的无法达到特定农作物对温、湿度的生长环境准确控制。

另外，现有的智能温室控制系统仅能做到对单个温室大棚内的参数控制，大型农业园内的温室大棚数量大，种植植物种类多，因此参数设置和信息采集等工作费时费力。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种集成温室大棚控制系统，通过对每个各温室大棚控制系统的改进和集成，实现高效、实时和不依赖人工的智能调整。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种集成温室大棚控制系统，包括至少一个温室大棚控制系统和数据传输模块，大棚控制系统通过数据传输模块与集成控制模块相连；所述的温室大棚控制系统包括信息采集模块、数据分析模块和执行模块，信息采集模块通过数据分析模块和执行模块相连；其特征在于：所述的控制系统还包括集成控制模块；所述的数据传输模块为无线传输；所述的信息采集模块包括检测温室内温度的温度传感器Ⅰ、检测温室内湿度的湿度传感器Ⅰ、检测温室内二氧化碳含量的二氧化碳含量测定仪、检测土壤中水分的湿度传感器Ⅱ、检测土壤温度的温度传感器Ⅱ、光照强度测定器、视频采集器以及检测土壤特征的土壤养分测试仪；所述的执行模块包括补偿温室内温度的暖风机、调节室内二氧化碳浓度的通风窗、补充空气湿度的喷淋补水器、调整温室内光照和温度的卷被机、补偿温室内光照的日光灯以及水肥一体化机构。

所述的集成控制模块是由计算机组成的工作站。

所述的信息采集模块还包括导轨系统。

所述的导轨系统包括电机、与电机相连的螺旋传动导轨、与螺旋传动轴相匹配的底座和与底座相连的检测器。

所述的检测器上设置有检测温室内温度的温度传感器Ⅰ、检测温室内湿度的湿度传感器Ⅰ、检测温室内二氧化碳含量的二氧化碳含量测定仪、光照强度测定器以及视频采集器。

所述的检测器与底座之间的距离可变。

所述的导轨系统包括碳刷集电滑线导轨、与碳刷集电滑线导轨相匹配的底座和与底座相连的检测器。

所述的检测器上设置有检测温室内温度的温度传感器Ⅰ、检测温室内湿度的湿度传感器Ⅰ、检测温室内二氧化碳含量的二氧化碳含量测定仪、光照强度测定器以及视频采集器。

所述的检测器与底座之间的距离可变。

所述的控制系统还包括移动通信设备，移动通信设备可以与数据分析模块和集成控制模块进行数据传输。

本发明所述控制系统的控制方法包括：

(1)采集作物生长过程中最适宜的环境参数，如环境温度、湿度、二氧化碳含量、光照时间、土壤湿度以及成分等信息，并将这些信息存储在数据分析模块和集成控制模块中；

(2)信息采集单元中的各传感器和仪器采集相应的数据信息，并将这些信息反馈给数据分析模块和集成控制模块；

(3)数据分析模块将采集到信息跟已存储的信息分类比较，并根据比较结果输出相应的控制指令给执行模块和集成控制模块，从而控制执行模块中相应的设备和机构工作以弥补某些参数的差额。

(4)集成控制模块对存储的最适宜的环境参数、信息采集器采集的参数和执行模块的执行数据进行存储、分析。轮耕时，只需修改集成控制模块中的最适宜的环境参数，就可实现对各个不同的温室大棚的控制。

(5)移动通信设备可以与数据分析模块和集成控制模块进行数据传输，实现对控制系统的远程控制。

本发明将检测温室内温度的温度传感器、检测温室内湿度的湿度传感器、检测温室内二氧化碳含量的二氧化碳含量测定仪、光照强度测定器以及视频采集器集成至导轨系统中的检测器上，改变了现有技术中为了采集数据的准确而在不同位置多个信息采集器的模式。集成的检测器通过与底座相连，在导轨系统上运行，可以采集不同位置的各种环境参数，减少了信息采集器的使用数量，降低了成本，另外，将各种信息采集器集成，减少了各个采集器传输数据所需数据线的使用。本发明采用无线数据传输，避免了控制系统数据传输布线线孔时对对温室大棚的破坏。通过调取视频采集器的数据，可以方便快捷的观看实时图像，节省部分巡视工作。

本发明的有益效果：

(1)集成信息采集器至检测器，减少了信息采集器的使用数量，降低成本。

(2)检测器在温室大棚内运行，信息采集全面。

(3)将单个温室大棚控制系统集成，通过对集成控制模块的控制，可以实现对多个温室大棚控制系统的控制，降低劳动强度。

(4)单个温室大棚控制系统安装和拆装简易，可以重复使用。

附图说明

图1为本发明集成温室大棚控制系统示意图。

图2为本发明实施例1螺旋传动导轨系统示意图。

图3为本发明实施例1与螺旋传动轴相匹配的底座示意图。

图4为本发明实施例2碳刷集电滑线导轨布置图。

图5为本发明实施例1和2检测器底座示意图。

图中，1为螺旋传动导轨安装支架，2为螺旋传动轴，3为与螺旋传动轴相匹配的底座，4为，底座上的齿槽，5为碳刷集电滑线导轨，6为底座，7为底座伸缩结构，8为检测器，9为传感器。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2、图3和图5所示，一种集成温室大棚控制系统，包括温室大棚控制系统和数据传输模块，大棚控制系统通过数据传输模块与集成控制模块相连；温室大棚控制系统包括信息采集模块、数据分析模块和执行模块，信息采集模块通过数据分析模块和执行模块相连；控制系统还包括集成控制模块；数据传输模块为无线传输；信息采集模块包括检测温室内温度的温度传感器Ⅰ、检测温室内湿度的湿度传感器Ⅰ、检测温室内二氧化碳含量的二氧化碳含量测定仪、检测土壤中水分的湿度传感器Ⅱ、检测土壤温度的温度传感器Ⅱ、光照强度测定器、视频采集器以及检测土壤特征的土壤养分测试仪；执行模块包括补偿温室内温度的暖风机、调节室内二氧化碳浓度的通风窗、补充空气湿度的喷淋补水器、调整温室内光照和温度的卷被机、补偿温室内光照的日光灯以及水肥一体化机构。集成控制模块是由计算机组成的工作站。信息采集模块还包括导轨系统。

导轨系统包括电机、与电机相连的螺旋传动导轨、与螺旋传动轴相匹配的底座和与底座相连的检测器。

检测器上设置有检测温室内温度的温度传感器Ⅰ、检测温室内湿度的湿度传感器Ⅰ、检测温室内二氧化碳含量的二氧化碳含量测定仪、光照强度测定器以及视频采集器。检测器与底座之间的距离可变。

该控制系统还包括移动通信设备，移动通信设备可以与数据分析模块和集成控制模块进行数据传输。

本控制系统的控制方法包括：

(1)采集作物生长过程中最适宜的环境参数，如环境温度、湿度、二氧化碳含量、光照时间、土壤湿度以及成分等信息，并将这些信息存储在数据分析模块和集成控制模块中；

(2)信息采集单元中的各传感器和仪器采集相应的数据信息，并将这些信息反馈给数据分析模块和集成控制模块；

(3)数据分析模块将采集到信息跟已存储的信息分类比较，并根据比较结果输出相应的控制指令给执行模块和集成控制模块，从而控制执行模块中相应的设备和机构工作以弥补某些参数的差额。

(4)集成控制模块对存储的最适宜的环境参数、信息采集器采集的参数和执行模块的执行数据进行存储、分析。轮耕时，只需修改集成控制模块中的最适宜的环境参数，就可实现对各个不同的温室大棚的控制。

(5)移动通信设备可以与数据分析模块和集成控制模块进行数据传输，实现对控制系统的远程控制。

实施例2

如图1、图2、图3和图4所示，一种集成温室大棚控制系统，包括温室大棚控制系统和数据传输模块，大棚控制系统通过数据传输模块与集成控制模块相连；温室大棚控制系统包括信息采集模块、数据分析模块和执行模块，信息采集模块通过数据分析模块和执行模块相连；控制系统还包括集成控制模块；数据传输模块为无线传输；信息采集模块包括检测温室内温度的温度传感器Ⅰ、检测温室内湿度的湿度传感器Ⅰ、检测温室内二氧化碳含量的二氧化碳含量测定仪、检测土壤中水分的湿度传感器Ⅱ、检测土壤温度的温度传感器Ⅱ、光照强度测定器、视频采集器以及检测土壤特征的土壤养分测试仪；执行模块包括补偿温室内温度的暖风机、调节室内二氧化碳浓度的通风窗、补充空气湿度的喷淋补水器、调整温室内光照和温度的卷被机、补偿温室内光照的日光灯以及水肥一体化机构。集成控制模块是由计算机组成的工作站。信息采集模块还包括导轨系统。

导轨系统包括碳刷集电滑线导轨、与碳刷集电滑线导轨相匹配的底座和与底座相连的检测器。检测器上设置有检测温室内温度的温度传感器Ⅰ、检测温室内湿度的湿度传感器Ⅰ、检测温室内二氧化碳含量的二氧化碳含量测定仪、光照强度测定器以及视频采集器。检测器与底座之间的距离可变。

控制系统还包括移动通信设备，移动通信设备可以与数据分析模块和集成控制模块进行数据传输。

本控制系统的控制方法包括：

(1)采集作物生长过程中最适宜的环境参数，如环境温度、湿度、二氧化碳含量、光照时间、土壤湿度以及成分等信息，并将这些信息存储在数据分析模块和集成控制模块中；

(2)信息采集单元中的各传感器和仪器采集相应的数据信息，并将这些信息反馈给数据分析模块和集成控制模块；

(3)数据分析模块将采集到信息跟已存储的信息分类比较，并根据比较结果输出相应的控制指令给执行模块和集成控制模块，从而控制执行模块中相应的设备和机构工作以弥补某些参数的差额。

(4)集成控制模块对存储的最适宜的环境参数、信息采集器采集的参数和执行模块的执行数据进行存储、分析。轮耕时，只需修改集成控制模块中的最适宜的环境参数，就可实现对各个不同的温室大棚的控制。

(5)移动通信设备可以与数据分析模块和集成控制模块进行数据传输，实现对控制系统的远程控制。

本发明将检测温室内温度的温度传感器、检测温室内湿度的湿度传感器、检测温室内二氧化碳含量的二氧化碳含量测定仪、光照强度测定器以及视频采集器集成至导轨系统中的检测器上，改变了现有技术中为了采集数据的准确而在不同位置多个信息采集器的模式。集成的检测器通过与底座相连，在导轨系统上运行，可以采集不同位置的各种环境参数，减少了信息采集器的使用数量，降低了成本，另外，将各种信息采集器集成，减少了各个采集器传输数据所需数据线的使用。本发明采用无线数据传输，避免了控制系统数据传输布线线孔时对对温室大棚的破坏。通过调取视频采集器的数据，可以方便快捷的观看实时图像，节省部分巡视工作。